Proces odwracalny, proces nieodwracalny, entropia, konwekcja - pojęcia

Proces odwracalny to proces termodynamiczny, którego kierunek można odwrócić poprzez prostą zmianę wartości jednej lub więcej zmiennych stanu termodynamicznego. Procesy odwracalne zachodzą bez żadnej zmiany entropii układu, natomiast inne funkcje stanu mogą ulegać zmianom. Procesy odwracalne mogą zachodzić tylko wtedy, gdy układ jest odizolowany albo znajduje się w stanie równowagi z otoczeniem. Przykładem procesu odwracalnego jest np.: adiabatyczne rozprężanie gazu.

Proces nieodwracalny jest to proces termodynamiczny którego kierunku nie można odwrócić przez prostą zmianę jednego lub więcej zmiennych stanu termodynamicznego (temperatura, ciśnienie, objętość). Wszystkie procesy nieodwracalne związane są ze zmianą entropii układu. Przykładem takiego procesu jest np. swobodne rozprężanie gazu lub zmieszanie dwóch cieczy.

Entropia – termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów spontanicznych (samorzutnych) w odosobnionym układzie termodynamicznym. Entropia jest miarą stopnia nieuporządkowania układu.

Przewodnictwo cieplne - polega na przekazywaniu energii z ciał cieplejszych do ciał zimniejszych na skutek zderzeń elektronów i cząsteczek. Proces ten trwa dopóki cala nadwyżka energii kinetycznej nie rozejdzie się równomiernie po całym ciele. O tym czy ciało jest dobrym przewodnikiem decydują wiązania międzycząsteczkowe, dobre przewodniki mają luźno związane elektrony (srebro miedz glin żelazo), w izolatorach (drewno plastyk szkło papier) ze względu na brak swobodnych elektronów transport ciepła odbywa się przez zderzenia atomów z cząsteczkami, czyli wielokrotnie wolniej na patelni rozgrzewa się metalowa łyżka niż drewniana nie.

Konwekcja – proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii w gazie, cieczy bądź plazmie, np. powietrzu, wodzie, plazmie gwiazdowej. Czasami przez konwekcję rozumie się również sam ruch materii związany z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła. Ruch ten precyzyjniej nazywa się prądem konwekcyjnym. Przykład konwekcji:
Powietrze w pokoju ogrzewa się od rozgrzanego pieca.

Różnica między przenoszeniem energii w postaci przewodnictwa cieplnego i konwekcji polega na tym, że w pierwszym przypadku odbywa się to wyłącznie na zasadzie zderzeń miezy cząsteczkami, które w ciałach stałych nie mogą opuścić swojego miejsca w strukturze krystalicznej. W przypadku konwekcji natomiast przekazywanie energii odbywa się na zasadzie "wędrówki" cząsteczek o wysokiej energii.